Lambda表达式和匿名内部类(I)

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前言

Java Lambda表达式的一个重要用法是简化某些匿名内部类（Anonymous Classes）的写法。实际上Lambda表达式并不仅仅是匿名内部类的语法糖，JVM内部是通过invokedynamic指令来实现Lambda表达式的。具体原理放到下一篇。本篇我们首先感受一下使用Lambda表达式带来的便利之处。

取代某些匿名内部类

本节将介绍如何使用Lambda表达式简化匿名内部类的书写，但Lambda表达式并不能取代所有的匿名内部类，只能用来取代函数接口（Functional Interface）的简写。先别在乎细节，看几个例子再说。

例子1：无参函数的简写

如果需要新建一个线程，一种常见的写法是这样：

// JDK7 匿名内部类写法
new Thread(new Runnable(){// 接口名
	@Override
	public void run(){// 方法名
		System.out.println("Thread run()");
	}
}).start();

上述代码给Tread类传递了一个匿名的Runnable对象，重载Runnable接口的run()方法来实现相应逻辑。这是JDK7以及之前的常见写法。匿名内部类省去了为类起名字的烦恼，但还是不够简化，在Java 8中可以简化为如下形式：

// JDK8 Lambda表达式写法
new Thread(
		() -> System.out.println("Thread run()")// 省略接口名和方法名
).start();

上述代码跟匿名内部类的作用是一样的，但比匿名内部类更进一步。这里连接口名和函数名都一同省掉了，写起来更加神清气爽。如果函数体有多行，可以用大括号括起来，就像这样：

// JDK8 Lambda表达式代码块写法
new Thread(
        () -> {
            System.out.print("Hello");
            System.out.println(" Hoolee");
        }
).start();

例子2：带参函数的简写

如果要给一个字符串列表通过自定义比较器，按照字符串长度进行排序，Java 7的书写形式如下：

// JDK7 匿名内部类写法
List<String> list = Arrays.asList("I", "love", "you", "too");
Collections.sort(list, new Comparator<String>(){// 接口名
    @Override
    public int compare(String s1, String s2){// 方法名
        if(s1 == null)
            return -1;
        if(s2 == null)
            return 1;
        return s1.length()-s2.length();
    }
});

上述代码通过内部类重载了Comparator接口的compare()方法，实现比较逻辑。采用Lambda表达式可简写如下：

// JDK8 Lambda表达式写法
List<String> list = Arrays.asList("I", "love", "you", "too");
Collections.sort(list, (s1, s2) ->{// 省略参数表的类型
    if(s1 == null)
        return -1;
    if(s2 == null)
        return 1;
    return s1.length()-s2.length();
});

上述代码跟匿名内部类的作用是一样的。除了省略了接口名和方法名，代码中把参数表的类型也省略了。这得益于javac的类型推断机制，编译器能够根据上下文信息推断出参数的类型，当然也有推断失败的时候，这时就需要手动指明参数类型了。注意，Java是强类型语言，每个变量和对象都必需有明确的类型。

简写的依据

也许你已经想到了，能够使用Lambda的依据是必须有相应的函数接口（函数接口，是指内部只有一个抽象方法的接口）。这一点跟Java是强类型语言吻合，也就是说你并不能在代码的任何地方任性的写Lambda表达式。实际上Lambda的类型就是对应函数接口的类型。Lambda表达式另一个依据是类型推断机制，在上下文信息足够的情况下，编译器可以推断出参数表的类型，而不需要显式指名。Lambda表达更多合法的书写形式如下：

// Lambda表达式的书写形式
Runnable run = () -> System.out.println("Hello World");// 1
ActionListener listener = event -> System.out.println("button clicked");// 2
Runnable multiLine = () -> {// 3 代码块
    System.out.print("Hello");
    System.out.println(" Hoolee");
};
BinaryOperator<Long> add = (Long x, Long y) -> x + y;// 4
BinaryOperator<Long> addImplicit = (x, y) -> x + y;// 5 类型推断

上述代码中，1展示了无参函数的简写；2处展示了有参函数的简写，以及类型推断机制；3是代码块的写法；4和5再次展示了类型推断机制。

自定义函数接口

自定义函数接口很容易，只需要编写一个只有一个抽象方法的接口即可。

// 自定义函数接口
@FunctionalInterface
public interface ConsumerInterface<T>{
	void accept(T t);
}

上面代码中的@FunctionalInterface是可选的，但加上该标注编译器会帮你检查接口是否符合函数接口规范。就像加入@Override标注会检查是否重载了函数一样。

有了上述接口定义，就可以写出类似如下的代码：

ConsumerInterface<String> consumer = str -> System.out.println(str);

进一步的，还可以这样使用：

class MyStream<T>{
	private List<T> list;
    ...
	public void myForEach(ConsumerInterface<T> consumer){// 1
		for(T t : list){
			consumer.accept(t);
		}
	}
}
MyStream<String> stream = new MyStream<String>();
stream.myForEach(str -> System.out.println(str));// 使用自定义函数接口书写Lambda表达式

参考文献

1. The Java® Language Specification
2. http://viralpatel.net/blogs/lambda-expressions-java-tutorial/
3. 《Java 8函数式编程 [英]沃伯顿》